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Title:
ACCELERATING CYCLONE THAT SEPARATES SOLID PARTICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/232540
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an accelerating cyclone that separates solid particles, the general structure of which comprises: a lower conical body (1) (17A and 17B) comprising a lower opening (18); a central cylindrical body (2) immediately above the conical body (1), which has a diameter smaller than the largest diameter of the cone of the conical body (1); and an upper third body (3), which is also cylindrical, with a smaller diameter than that of the central cylindrical body (2), and which comprises a lateral opening (5) for the outlet of acceleration air, wherein the central cylindrical body (2) allows the speed of the particles of solid material to accelerate and is a pressure chamber of the cyclone, said cylindrical body (2) comprising a lateral opening (8) for the inlet of acceleration air and at least one duct (9).

Inventors:
ARAOS ALMENDRAS ROBERTO ENRIQUE (CL)
Application Number:
PCT/CL2017/050027
Publication Date:
December 27, 2018
Filing Date:
June 21, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BIODRYINGTECH SPA (CL)
EMPRESAS IANSA S A (CL)
International Classes:
B01D45/12; B04C9/00; B04C11/00; F26B17/10
Domestic Patent References:
WO2015084901A12015-06-11
WO2013173115A12013-11-21
Foreign References:
US20120010063A12012-01-12
US20120145609A12012-06-14
US20070039900A12007-02-22
US6971594B12005-12-06
US4251243A1981-02-17
US5791066A1998-08-11
US4966703A1990-10-30
CN201692732U2011-01-05
DE1245267B1967-07-20
DE10317772A12004-12-09
Other References:
See also references of EP 3643388A4
Attorney, Agent or Firm:
JOHANSSON & LANGLOIS (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1.- Ciclón acelerador separador de partículas sólidas, para la obtención de productos sólidos deshidratados en polvo y/o granulados con bajo porcentaje de humedad, a partir de por ejemplo materias primas alimenticias, tal como producción de polvo y harinas de vegetales y frutas, residuos agroindustriales, lodos de disposición final provenientes de las industrias sanitarias y lodos y subproductos provenientes de diversas industrias manufactureras tales como pesqueras, ganadera, avícola, forestal, minera, CARACTERIZADO porque comprende en su estructura general un cuerpo inferior cónico (1), un cuerpo central cilindrico (2) inmediatamente arriba del cuerpo cónico (1) cuyo diámetro es menor que el mayor diámetro del cono del cuerpo cónico (1) y un tercer cuerpo superior (3) también cilindrico, de menor diámetro respecto al diámetro del cuerpo central cilindrico (2); y donde su cuerpo central cilindrico (2) permite acelerar la velocidad de las partículas de material sólido y corresponde a la cámara de presión del ciclón; y donde dicho cuerpo central cilindrico (2) comprende: a) una abertura lateral para la entrada del aire de aceleración (8);

b) al menos un ducto (9), que sobresale desde el interior del cuerpo central cilindrico (2), para el ingreso de la mezcla de partículas sólidas y aire o también denominadas partículas sólidas suspendidas en aire al ciclón acelerador, ubicado en el lado opuesto respecto a la abertura lateral para la entrada del aire de aceleración (8);

c) una turbina giratoria (10) ubicada en el interior de dicho cuerpo central cilindrico (2);

d) al menos dos paletas de presión alargadas (14) distribuidas simétricamente a lo largo del diámetro de la turbina giratoria (10); y

e) un cilindro interior (20) ubicado al interior de dicho cuerpo central (2) que se forma por un cilindro no ranurado (19) ubicado en la parte superior del cilindro interior (20) y por un cilindro ranurado (15), ubicado debajo del cilindro no ranurado.

2.- El ciclón acelerador de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el cuerpo superior cilindrico (3) estructuralmente se divide en dos secciones, una sección superior de mayor diámetro y una sección inferior de menor diámetro y porque dicho cuerpo superior cilindrico permite evacuar y regular el aire de proceso una vez separadas las partículas sólidas y comprende:

i) una abertura superior para la salida del aire de proceso (4);

ii) una abertura lateral para la salida del aire de aceleración (5), la cual se ubica en la parte lateral superior de la sección de mayor diámetro;

iii) un conjunto de soportes radiales (6) ubicados interiormente en la sección superior de mayor diámetro; y

iv) un cono de ajuste (7) del aire de salida, que es ajustable en su posición lo que permite que se regule su posición hacia arriba o hacia abajo, cuya función es lograr regular la presión interior y la flotabilidad de las partículas, y que se encuentra ubicado interiormente en la sección de mayor diámetro, inmediatamente debajo del conjunto de soportes radiales (6), aproximadamente, en la mitad del alto total del cuerpo superior cilindrico (3).

3. - El ciclón acelerador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, CARACTERIZADO porque:

la turbina giratoria (10) comprende una rueda formada por dos anillos paralelos concéntricos (12A, 12B) y por varias paletas rectangulares radiales (13) distribuidas a lo largo de todo el perímetro de dicha turbina giratoria (10) y soportadas en un anillo central (1 1);

las dos o más paletas de presión alargadas (14) se distribuyen simétricamente a lo largo del diámetro de los anillos (12A, 12B) y están unidas perpendicularmente al anillo inferior (12B) de la rueda de la turbina giratoria (10); y

la parte del cilindro no ranurado (19) está alineada con las paletas rectangulares radiales (13) de la turbina giratoria (10), posee una altura equivalente o superior a la altura de las paletas rectangulares radiales (13) de la turbina giratoria (10) y se construye con al menos un mecanismo eyector en su superficie exterior.

4. - El ciclón acelerador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, CARACTERIZADO porque el cuerpo inferior cónico (1) comprende:

A) una sección inferior cónica (17A);

B) una sección superior curva cóncava (17B), ubicada en la parte superior de la sección inferior cónica (17A); y C) una abertura inferior (18) para la salida del producto final de partículas sólidas.

5. - El ciclón acelerador de acuerdo con la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque la sección superior curva cóncava (17B) tiene un menor diámetro, respecto al mayor diámetro de la sección inferior cónica (17A) y porque dicha sección superior curva cóncava (17B) ayuda a impulsar las partículas sólidas hacia el interior del cuerpo inferior cónico (1).

6. - El ciclón acelerador de acuerdo con la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque las paletas de presión alargadas (14) son paralelas a la pared interior de dicho cuerpo central cilindrico (2) y de un largo equivalente al alto de dicho cuerpo central (2).

7. - El ciclón acelerador de acuerdo con la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque el mecanismo eyector se forma por una abertura (22) construida en la parte del cilindro no ranurado (19), una paleta que emerge tangencialmente (16) desde los cilindros (19 y 15) por sobre la abertura (22) y dos soportes (21) ubicados en los extremos laterales de la paleta que emerge tangencialmente (16), que permiten la unión entre la paleta que emerge tangencialmente (16) y los cilindros (19 y 15).

8. - El ciclón acelerador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, CARACTERIZADO porque el cilindro ranurado (15) posee una multiplicidad de ranuras, tiene un diámetro menor que el diámetro exterior del cuerpo central (2), pero superior que el diámetro de la turbina giratoria (10), y logra que las partículas de material sólido no topen la superficie, que no se peguen o adhieran a las paredes y que por tanto, se mantengan suspendidas en el interior del ciclón, es decir logra la dispersión superficial de las partículas de material.

9.- El ciclón acelerador de acuerdo con la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque las paletas de presión alargadas (14) se encuentran separadas a una mínima distancia respecto a las paredes del cilindro ranurado (15), con el fin de asegurarse que no quede material sólido atrapado en la superficie de dicho cilindro ranurado (15) y la turbina giratoria (10) genera un movimiento circulatorio del aire y las paletas de presión alargadas (14) generan presiones superficiales y evitan la reducción de la velocidad de las partículas sólidas, ya que las paletas de presión alargadas (14) se desplazan a mayor velocidad que las partículas sólidas, por lo que en el momento en que las partículas sólidas suspendidas en aire se contactan con la turbina giratoria (10) dicha turbina giratoria se encuentra girando a una velocidad mayor que la velocidad de las partículas sólidas, debido al ingreso del aire a través de la abertura para la entrada del aire de aceleración (8).

10.- El ciclón acelerador de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el aire de aceleración que ingresa al cuerpo central cilindrico (2) o cámara de presión del ciclón acelerador es suministrado por un ventilador auxiliar.

Description:
CICLON ACELERADOR SEPARADOR DE PARTICULAS SOLIDAS

Campo de la Invención

La invención se relaciona con la deshidratación y pulverización de productos sólidos orgánicos e inorgánicos, en diferentes áreas del estado de la técnica como por ejemplo materias primas alimenticias, en la producción de polvo y harinas de vegetales y frutas, en residuos agroindustriales, en lodos de disposición final provenientes de las industrias sanitarias y, lodos y subproductos provenientes de diversas industrias manufactureras tales como pesqueras, ganadera, avícola, forestal, minera.

La invención consiste en un ciclón acelerador separador de partículas sólidas, con forma de trompo, que permita obtener productos sólidos deshidratados en polvo y/o granulados. Antecedentes de la Invención

La necesidad de regular los costos asociados a los procesos de secado, deshidratación y pulverización de sustancias sólidas y a los procesos de recolección de material particulado sólido ha generado investigaciones constantes en diferentes áreas de la técnica.

Los equipos más utilizados en la recuperación o sedimentación de partículas sólidas son los ciclones, los cuales consisten esencialmente en una cámara de sedimentación que opera con aceleración centrífuga en vez de la aceleración gravitacional. Los ciclones han sido ocupados por años en la recuperación de partículas sólidas debido a que son equipos menos costosos tanto en su fabricación como en su operatividad. En general, la estructura física de un ciclón comprende un cilindro vertical con sección cónica inferior que obliga al cambio de dirección del vórtice descendente, con lo que se presenta mayor colección de partículas al reducirse el radio de giro, el material sólido a separar ingresa mezclado con gas a través de una entrada tangencial que tiene dicho cilindro vertical y el material sólido separado es retirado a través de una boca inferior abierta que tiene la sección cónica inferior. Básicamente, los ciclones son construcciones simples, que no tienen partes móviles, por lo que se facilita la operación de mantención. Los ciclones son equipos de muy buen rendimiento de recuperación de sólidos, pero no son tan adecuados si las partículas a separar son muy pequeñas, por ejemplo, con diámetro inferior a unos 10 μηι. Además, disminuye su eficiencia cuando los materiales a separar tienen partículas con tendencia a adherirse, las cuales pueden quedar atrapadas en los rincones formados en las uniones entre el cuerpo vertical superior y la sección cónica inferior, y en las paredes interiores del cono inferior, debido a que dicho cono es convergente hacia abajo y presenta una superficie interior afectada por la acción de la gravedad y el efecto de la velocidad sobre las partículas que caen al reducirse el diámetro de la parte cónica.

Adicionalmente, se han desarrollado sistemas de molienda que consideran el uso de aire para mejorar la eficiencia, ya sea a través del uso de un gran volumen de aire que es generado por un ventilador o el uso de aire a alta velocidad que también es generado por un ventilador. Otro método de secado desarrollado utiliza una variante, que consiste en realizar un secado por pulverización, que opera mediante la reducción del material a secar en pequeñas gotas, luego someter esas pequeñas gotas a una gran cantidad de aire caliente, de tal manera de suministrar el calor necesario para secar el líquido. Los equipos asociados a este método se denominan secadores por pulverización.

Atendido lo anterior, se hace necesario disponer de un equipo separador cónico o ciclón, que sea adecuado para separar partículas de material sólido de cualquier tipo y que sin perder su eficiencia sea capaz de mantener sus superficies interiores limpias aun cuando las partículas a separar sean del tipo adherente.

El documento US6971594 describe un aparato y un método para flujo de aire comprimido vórtice (flujo circular o rotatorio que posee velocidad) en la molienda de material sólido. El aparato de trituración del documento utiliza la alta velocidad del aire comprimido en el proceso de molienda, tanto para la molienda como para el secado de diversos materiales, como por ejemplo vidrio, granos, papel, plástico, aluminio y granito. El aparato de trituración incluye un recinto anular superior, que define una cámara superior dentro de la cual el material a moler se introduce, un recinto cónico inferior, que define una cámara inferior, que se une en orientación vertical en tándem respecto al recinto anular superior. El recinto anular superior posee orificios para el ingreso del aire a presión en sus paredes laterales, el aire ingresa relativamente circunferencial dentro de la cámara superior por lo que genera un flujo vórtice circular de aire para que el molido y secado del material se efectúe. El flujo de aire es retirado por una tubería ubicada en el recinto anular superior y el material secado es retirado por la parte inferior del recinto inferior.

El documento US4251243 describe un separador ciclónico mejorado que comprende un cuerpo inferior troncocónico que tiene una pared cónica, la cual remata en su extremidad inferior en una pared cilindrica de longitud pequeña, que forma la boca de descarga de los materiales sólidos, en tanto que su extremo superior es de mayor diámetro, dicho cuerpo cónico remata en una pestaña o brida radialmente dirigida hacia afuera, sobre la cual puede unirse una tapa anular. Por su parte, el cuerpo superior está formado por una pared cónica, cuyo extremo superior de menor diámetro está cerrado por medio de una tapa circular, a través de cuyo centro pasa el ducto de succión y su extremo de mayor diámetro se inserta en el cono inferior.

El documento US5791066 describe un secador ciclónico que comprende una cámara de ciclón formada por una cámara inferior con forma de cono, una cámara inferior cilindrica ubicada inmediatamente superior al cono, una cámara cilindrica superior ubicada sobre la cámara cilindrica inferior, donde ambas cámaras cilindricas tienen diámetros exteriores sustancialmente similares, en una modalidad ambas cámaras cilindricas pueden ser sólo una. En la parte inferior del cono está la salida del material, como la sección transversal de la cámara en forma de cono se hace más pequeño hacia la parte inferior, el aire comienza a girar hacia arriba y de esa manera solo sale el material sólido. El aire a alta velocidad ingresa en la cámara cilindrica y se ve obligado a girar en espiral hacia abajo y contra el lado de la parte inferior en forma de cono, creando así un vórtice descendente. En la parte superior, sobre las cámaras cilindricas hay una salida de aire.

El documento US4966703 describe un separador tipo ciclón para separar dos componentes líquidos, uno de mayor densidad y otro de menor densidad, con una cámara de separación de forma generalmente cónica, que se estrecha desde un diámetro mayor a uno de menor diámetro. La cámara de separación tiene una salida de escurrimiento para el componente menos denso, situado en el extremo de mayor diámetro, y una salida de flujo inferior, en el extremo de menor diámetro, para la salida del componente de mayor densidad. El ciclón comprende un elemento helicoidal que tiene por finalidad dirigir el flujo (los más pesados) hacia abajo, acelerando al fluido.

El documento CN201692732 correspondiente a un modelo de utilidad proporciona un dispositivo de deshidratación de aire comprimido; el aire comprimido entra al dispositivo de deshidratación el cual tiene un cuerpo de carcasa cónica para formar un vórtice en el cuerpo del ciclón.

El dispositivo de deshidratación con el fin de ser más eficiente, deshidrata y limpia al fluido por medio de la fuerza centrífuga y por la acción de los deflectores, los cuales impulsan al fluido hacia la parte inferior del ciclón. De esta manera, el dispositivo de deshidratación logra completar el proceso de eliminación de impurezas, manchas de aceite y el agua en gotas muy grandes. Los deflectores separan aire-agua en el cuerpo del ciclón.

El documento DE1245267 describe un ciclón separador de polvo, en el cual se inyecta aire comprimido por las toberas superiores, en donde se tiene un acelerador helicoidal que toma las partículas aire/polvo y conduce las más densas hacia la parte inferior.

El documento DE 10317772 describe un separador de polvo con una corriente de aire con dos ciclones conectados en serie (1 , 2) de diferente separación, en el que la mayor potencia ciclónica que tiene una forma de cono se estrecha desde la entrada con un dispositivo para generar una corriente de aire acelerado con una entrada de aire con polvo. El ciclón tiene un sector helicoidal truncado con placas perimetrales, que sirven para dirigir al fluido hacia la parte inferior.

Un objetivo de la presente invención, es desarrollar un equipo ciclón separador de partículas sólidas que asegure una efectiva separación o recuperación de partículas sólidas en polvo con bajo porcentaje de humedad.

Resumen de la Invención

La presente invención corresponde a un ciclón acelerador separador de partículas sólidas, con forma de trompo, para la obtención y separación de productos sólidos en polvo o granulados, deshidratados o con bajo porcentaje de humedad.

En específico, la presente invención describe un equipo ciclón separador de partículas sólidas en polvo que comprende un cuerpo inferior cónico, un cuerpo central cilindrico inmediatamente superior al cuerpo cónico y un tercer cuerpo superior también cilindrico de menor diámetro respecto al diámetro del cuerpo central cilindrico.

Breve Descripción de los Dibujos

La invención será descrita a continuación con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 muestra una vista esquemática del ciclón acelerador separador de partículas sólidas de la presente invención.

La figura 2 muestra una vista esquemática del cuerpo superior cilindrico del ciclón acelerador, separador de partículas sólidas, de la presente invención.

La figura 3 muestra una vista esquemática del cuerpo central cilindrico del ciclón acelerador, separador de partículas sólidas, de la presente invención.

La figura 4 muestra una vista esquemática del ciclón acelerador separador de partículas sólidas de la presente invención, con visualización de sus partes interiores.

La figura 5 muestra una vista esquemática, en planta superior y lateral del cilindro interior (20) que forma parte del cuerpo central cilindrico del ciclón acelerador, separador de partículas sólidas, de la presente invención.

La figura 6 muestra una vista esquemática y en planta superior del cilindro interior (20), modalidad dos mecanismo eyectores, que forma parte del cuerpo central cilindrico del ciclón acelerador, separador de partículas sólidas, de la presente invención.

La figura 7 muestra una vista esquemática del ciclón de la presente invención, incorporado en un sistema integrado para la obtención y separación de partículas sólidas.

Descripción Detallada de la Invención

La presente invención corresponde a un ciclón acelerador separador de partículas sólidas, con forma de trompo, que asegure una efectiva separación o recuperación de partículas sólidas en polvo con bajo porcentaje de humedad.

El ciclón acelerador separador de partículas sólidas de la presente invención permite separar el agua micro-dispersada del material particulado y comprende en su estructura general un cuerpo inferior cónico (1), un cuerpo central cilindrico (2) inmediatamente arriba del cuerpo cónico (1) cuyo diámetro es menor que el mayor diámetro del cono del cuerpo cónico (1) y un tercer cuerpo superior (3) también cilindrico, de menor diámetro respecto al diámetro del cuerpo central cilindrico (2).

El cuerpo superior cilindrico (3), estructuralmente se divide en dos secciones, una sección superior de mayor diámetro y una sección inferior de menor diámetro. Dicho cuerpo superior cilindrico (3) permite evacuar y regular el aire de proceso una vez separadas las partículas sólidas y estructuralmente comprende:

- una abertura superior para la salida del aire de proceso (4);

- una abertura lateral para la salida del aire de aceleración (5), la cual se ubica en la parte lateral superior de la sección de mayor diámetro y que permite la salida del aire hacia un ventilador auxiliar;

- un conjunto de soportes radiales (6) ubicados interiormente en la sección superior de mayor diámetro; y

- un cono de ajuste (7) del aire de salida, que es ajustable en su posición lo que permite que se regule su posición hacia arriba o hacia abajo, y que se encuentra ubicado interiormente en la sección de mayor diámetro, inmediatamente debajo del conjunto de soportes radiales (6), aproximadamente, en la mitad del alto total del cuerpo superior cilindrico (3).

El cuerpo central cilindrico (2), cuya función es acelerar la velocidad de las partículas de material, se denomina cámara de presión del ciclón acelerador y se forma por los siguientes elementos:

- una abertura lateral para la entrada del aire de aceleración (8), que permite la entrada de aire desde un ventilador auxiliar;

- al menos un ducto (9) que sobresale desde el interior del cuerpo central cilindrico (2), para el ingreso de la mezcla de partículas sólidas y aire al ciclón acelerador, ubicado en el lado opuesto respecto a la abertura lateral para la entrada del aire de aceleración (8). En el caso de tener dos o más ductos (9), la disposición de los ductos, debe ser simétrica en el perímetro del cuerpo central (2);

- una turbina giratoria (10) ubicada en el interior de dicho cuerpo central cilindrico (2), que comprende una rueda formada por dos anillos paralelos concéntricos (12A, 12B) y por varias paletas rectangulares radiales (13) distribuidas a lo largo de todo el perímetro de dicha turbina giratoria (10) y soportadas en un anillo central (1 1);

al menos dos paletas de presión alargadas (14) distribuidas simétricamente a lo largo del diámetro de la turbina giratoria (10), específicamente a lo largo del diámetro de los anillos (12A, 12B) y unidas perpendicularmente al anillo inferior (12B) de la rueda de la turbina giratoria (10), siendo dichas paletas de presión alargadas (14) paralelas a la pared interior de dicho cuerpo central (2) y de un largo equivalente al alto de dicho cuerpo central (2); y

un cilindro interior (20) ubicado al interior de dicho cuerpo central (2) el cual se forma por un cilindro no ranurado (19) ubicado en la parte superior del cilindro interior (20) y por un cilindro ranurado (15), ubicado debajo del cilindro no ranurado, en la parte inferior del cilindro interior (20). Desde un costado del cilindro ranurado (15) emerge el ducto (9) o los ductos (9) en caso de ser más de un ducto. La parte del cilindro no ranurado (19), está alineada con las paletas rectangulares radiales (13) de la turbina giratoria (10) y posee una altura equivalente o superior a la altura de las paletas rectangulares radiales (13) de la turbina giratoria (10). El cilindro interior (20) se construye con al menos un mecanismo eyector, en su superficie exterior. En el caso de tener dos o más mecanismos eyectores, la disposición de los mecanismos eyectores, debe ser simétrica en el perímetro del cilindro interior (20). El mecanismo eyector se forma por una abertura (22) construida en la parte del cilindro no ranurado (19), una paleta que emerge tangencialmente (16) desde los cilindros (19 y 15) por sobre la abertura (22) y dos soportes (21), ubicados en los extremos laterales de la paleta que emerge tangencialmente (16), que permiten la unión entre la paleta que emerge tangencialmente (16) y las paredes laterales de los cilindros (19 y 15) y que a la vez, permiten que la paleta que emerge tangencialmente (16) se mantenga en forma tangencial sobre la abertura (22). La paleta que emerge tangencialmente (16) es para direccionar el aire y permite dirigir el aire en forma perpendicular a las paletas rectangulares radiales (13) de la turbina giratoria (10). El cilindro ranurado (15) posee una multiplicidad de ranuras y tiene un diámetro menor que el diámetro exterior del cuerpo central (2), pero superior que el diámetro de la turbina giratoria (10). El aire que entra al mecanismo eyector empuja hacia abajo las partículas, y hace girar a la turbina giratoria (10) mediante la salida de aire a través de la abertura lateral para la salida del aire de aceleración (5) a altas presiones y es perpendicular a las paletas rectangulares radiales (13) de la turbina giratoria (10). El efecto del mecanismo eyector y del cilindro ranurado (15) consiste en aumentar las presiones y acelerar las partículas que entran por el ducto (9) al espacio que se forma entre la rueda de la turbina giratoria (10) y el cilindro ranurado (15), por esta razón, la cámara que se forma entre la pared interior del cuerpo central cilindrico (2) y el cilindro ranurado (15) se denomina cámara de presión para aire de aceleración, pues el aire comprimido sale por las ranuras y por el eyector y el eyector, como ya se dijo, hace girar a la turbina giratoria (10).

El cuerpo inferior cónico (1) cuya función es permitir la salida de las partículas sólidas comprende:

- una sección inferior cónica (17A);

- una sección superior curva cóncava (17B), ubicada en la parte superior de la sección inferior cónica (17A), de menor diámetro, respecto al mayor diámetro de la sección inferior cónica (17A); y

- una abertura inferior (18) para la salida del producto final de partículas sólidas.

El ciclón acelerador de partículas recibe la corriente de partículas sólidas con agua micro-dispersada, suspendidas en aire a través del ducto (9) de alimentación, las partículas sólidas suspendidas en aire ingresan directamente a la cámara de presión donde se encuentran con la turbina giratoria (10) y el cilindro ranurado (15). Al momento del contacto de las partículas sólidas suspendidas en el aire, con la turbina giratoria (10), dicha turbina giratoria (10) se encuentra girando a una velocidad mayor que la velocidad de las partículas sólidas, debido al ingreso del aire a través de la abertura para la entrada del aire de aceleración (8). La turbina giratoria (10) genera un movimiento circulatorio del aire y las paletas de presión alargadas (14) generan presiones superficiales y evitan la reducción de la velocidad de las partículas, ya que las paletas de presión alargadas (14) se desplazan a mayor velocidad que las partículas, además dichas paletas de presión (14) se encuentran separadas a una mínima distancia respecto a las paredes del cilindro ranurado (15), con el fin de asegurarse que no quede material sólido atrapado en la superficie de dicho cilindro ranurado. La turbina giratoria (10), además de hacer girar el producto por efecto del movimiento circulatorio del aire, empuja hacia abajo el producto, es decir hacia el cuerpo inferior cónico (1) debido a la presión generada por el mecanismo eyector. Por su parte, el cilindro ranurado (15), a través de su multiplicidad de ranuras, logra que las partículas de material sólido no topen la superficie, que no se peguen o adhieran a las paredes y que por tanto, se mantengan suspendidas en el interior del ciclón, es decir logra la dispersión superficial de las partículas de material. Sin embargo, como ya se dijo, para asegurar completamente que las partículas sólidas no queden atrapadas en el cilindro ranurado (15), están las paletas de presión alargadas (14). Las partículas sólidas suspendidas se desplazan por efecto de la fuerza centrífuga hacia el cuerpo inferior cónico (1) del ciclón acelerador, logrando su sedimentación y expulsión por la abertura inferior (18) para la salida del producto final del cuerpo cónico. Adicionalmente, la sección superior curva cóncava (17B) que tiene el cuerpo inferior cónico (1) en su parte superior ayuda a impulsar las partículas sólidas hacia el interior de dicho cuerpo cónico (17A), evitando que las partículas queden pegadas a la entrada del cuerpo inferior cónico (1). El aire de aceleración, que ingresa a la cámara de presión, es impulsado a través de un ventilador auxiliar, el cual toma el aire de salida desde la abertura lateral para la salida de aire de aceleración (5) del cuerpo superior cilindrico (3) y lo ingresa nuevamente en el ciclón acelerador a través de la abertura lateral para la entrada del aire de aceleración (8) del cuerpo central cilindrico (2), dicho aire de aceleración genera un colchón de aire en la cámara de presión. En resumen el ciclón acelerador es capaz de realizar las siguientes operaciones:

• Separar el agua micro-dispersada del material particulado.

• Acelerar el material particulado mediante un sistema acelerador, utilizando la temperatura de consigna que aporta la mezcla de partículas sólidas de entrada, sin fuente adicional de energía de calefacción, y sin que se produzca pegamento de partículas en las paredes.

• Se complementa con un sistema de presión superficial que corresponde a las paletas de presión alargadas (14), diseñado para limpiar y evitar la reducción de velocidad de las partículas.

• Se complementa con un sistema de dispersión superficial, el cual corresponde al cilindro ranurado (15) que permite que las partículas no giren en la superficie y se mantengan suspendidas en el interior. Por otra parte, el sistema de dispersión acelera la velocidad de las partículas.

· El cono dada su forma evita cámaras y discontinuidades de baja presión que evita que el material particulado se aloje en las paredes interiores. Dada la regulación de la salida del aire húmedo, y a la forma del cono, existe una compensación donde las altas y bajas presiones producidas al interior del cono generan flotabilidad de las partículas y no adherencia a las paredes.

· Posee regulación de salida de aire por medio del cono de ajuste (7) logrando regular la presión interior y la flotabilidad de las partículas.

Complementariamente, el ciclón puede formar parte de un sistema integrado de separación de partículas sólidas, tal como se puede ver en la figura 7, donde el sistema puede comprender:

- un ciclón acelerador que comprende una salida inferior (18) para la salida del producto granulado o polvo;

- un ventilador auxiliar o ventilador de alta presión (23) conectado al ciclón acelerador que toma las partículas finas secas evacuadas del ciclón acelerador, a través de una abertura lateral superior para la salida del aire de aceleración y las regresa al mismo ciclón a través de una entrada del aire de aceleración; - al menos una turbina (24), conectada en forma tangencial al ciclón acelerador;

- un dosificador de material (25) que recibe el material sólido a procesar a través de un orificio superior y regula la velocidad de entrada de dicho material sólido a procesar;

- una esclusa neumática o válvula estrella (26) que recibe el material sólido desde el dosificador de material y que alimenta a la turbina (24) del sistema, a través de un ducto que conecta el dosificador de material con la turbina (24); y

- un calefactor (27) que comprende un ducto de entrada o alimentación, para la entrada del aire necesario en el proceso, y que tiene un ducto de salida, en la parte central posterior, que se encuentra unido al ducto que conecta al conjunto válvula estrella y dosificador de material con la turbina (24). El procedimiento de activación del sistema integrado, inicia al dar la partida a la turbina o turbinas (24), luego al ventilador auxiliar (23), posteriormente encender el calefactor (27) y finalmente activar la esclusa neumática o válvula estrella (26) y el dosificador de material (25).

El procedimiento comprende el ingreso de aire, a temperatura ambiente, al ducto de entrada del calefactor para aumentar la temperatura del aire hasta la temperatura de consigna o proceso, necesaria para mantener sin humedad las paredes del sistema, tanto en los ductos como en el equipo ciclón, y reducir la humedad relativa del aire de entrada, preferentemente, la temperatura se mantiene en el rango de aproximadamente 40°C a aproximadamente 70°C, lo suficiente para bajar la humedad relativa del aire a niveles inferiores de 20% o menos; el ingreso del material sólido a tratar a través del dosificador de material, el cual regula la velocidad del flujo de material a ingresar al sistema; el flujo de material luego pasa a la válvula estrella donde se cambia la presión del material de atmosférica a presión negativa; luego el material sólido suspendido en aire ingresa a la turbina de alta velocidad, donde el aire es succionado para que el material sólido pase a través dicha turbina (24) y se provoque de manera eficiente el rompimiento del material sólido de entrada y se logre la disociación del agua contenida en dicho material sólido; posteriormente el material sólido de menor tamaño con el agua disociada ingresa al ciclón acelerador, donde finalmente se logra la separación del agua y de las partículas de material sólido en polvo, la cuales salen por la salida inferior del ciclón.

El tiempo que transcurre desde el ingreso del material a tratar y la obtención del producto final en polvo, es rápido, preferentemente casi instantáneo y durante ese tiempo se logra reducir el agua inicial del material a tratar en aproximadamente un 80%, preferentemente en aproximadamente un 90%. Además, como la velocidad de circulación del material en el sistema es rápida, el producto final no aumenta su temperatura.

El diseño de los ductos del sistema, tanto de los ductos de circulación como de los ductos de ingreso y salida de flujos de los equipos, ha sido definido de tal manera que se mantenga el desplazamiento tangencial y axial del material sólido mientras circula en el sistema. De igual manera, el calefactor está diseñado para lograr el desplazamiento tangencial y la turbina de alta velocidad genera presión negativa y desplazamiento axial y tangencial del material de entrada.

Por otra parte, el ajuste de las temperaturas de consigna, es relevante para cada material, de forma tal que evite se someta a la zona de pegamento (sticky) y permita la condición de desplazamiento libre (free flowing) del material.

Además, entre la turbina (24) y el ciclón acelerador se logra una sinergia acústica. La turbina es la que genera el efecto de ultrasonido siendo el ciclón el que hace de caja de resonancia, para recibir las ondas de baja frecuencia y armónicas superiores que permite mantener el efecto de resonancia por mayor tiempo.

La turbina es la que provoca la disociación del agua de la materia, siendo el ciclón acelerador el que hace el efecto de contención y de separación de la materia con el agua microdispersada, en un sistema cerrado.

La turbina mejora el coeficiente de transferencia de calor al recibir el producto con presión negativa (vacío), disociar el agua por efectos físicos (ultrasonido, fricción, centrifugación), permitiendo que las partículas de agua sean microdispersadas, y enviadas con presión positiva alta al sistema de separación y aceleración del ciclón.

El conjunto y diseño permite que la deshidratación de las materias primas sea realizada también a temperatura ambiente, sin aplicación de fuente de calor adicional. La aceleración de las partículas que genera el ventilador auxiliar o de alta presión, en la cámara de aceleración interna del ciclón, tiene por objetivo generar una mejor separación de la materia con el agua microdispersada y, a su vez, evitar que el material se adhiera a las paredes del ciclón.

El ventilador auxiliar o de alta presión utiliza el aire de salida del ciclón, para provocar el efecto de aceleración de partículas y antiadherencia, lo que es eficiente, porque no requiere de aire con fuente calórica adicional, cuando el sistema opera con fuente calórica externa a través de un calefactor.

El ventilador de alta presión toma las partículas finas secas evacuadas del ciclón acelerador y las regresa al mismo, permitiendo que estas (particulado fino seco) se mezclen con el material más húmedo entrante, facilitando que material con mayor humedad se desplace libre y sin adherencia en el ciclón acelerador.